Faglig innhold

Grunnleggende kjemiske begreper: stoffmengde, konsentrasjon og støkiometri. Regler for navnsetting av kjemiske forbindelser. Fundamentale resultater fra kvantemekanikken: atomorbitaler og prinsippet for oppbygningen av det periodiske system. Gassers egenskaper: trykkenheter, damptrykk av væsker, ideell gasslov, Daltons lov. Kjemisk likevekt: massevirkningsloven, syre- baselikevekter, bufferløsninger, løselighet og felling, kompleksdannelse. Grunnleggende termokjemi og kjemisk termodynamikk: arbeid og varme, indre energi, entalpi, entropi og Gibbs' energi. Elektrokjemi: Galvaniske celler, standardpotensiale, Nernst ligning og sammenhengen mellom elektrokjemi og termokjemi.

Emnet belyser generelle aspekter ved kjemifaget, og danner grunnlag for videre fordypning. Praktiske labferdigheter gis gjennom laboratoriekurset. Obligatorisk sikkerhetskurs, som inkluderer brannslukking og førstehjelp, kreves bestått for å få begynne på laboratoriekurset.

Del 1:

• Gasser (ideell gasslov og Daltons lov)
• Molbegrepet
• Balansere reaksjonsligninger
• Periodesystemet og periodiske trender
• Kjemiske forbindelser
• Navnsetting
• Atomets oppbygging
• Bindinger (både intra- og intermolekylære), inkludert elektronegativitet, Lewis-strukturer, polaritet og VSEPR-modellen
• Organisk kjemi
• Miljøkjemi

Del 2:

• Kjemisk likevekt
  • Massevirkningsloven og likevektskonstanten
  • Syre og base (inkludert pH og bufferløsninger) som et spesialtilfelle av kjemisk likevekt
  • Komplekslikevekter.
  • Løselighet.
• Termokjemi
  • Varmekapasitet og kalorimetri
  • Spontanitet, entalpi, entropi og Gibbs' energi
  • Clausius-Clapeyron og van't Hoff relasjonene
• Elektrokjemi
  • Galvaniske celler
  • Nernst ligning

Læringsutbytte

Etter å ha gjennomført emnet, er kandidaten i stand til å:

• Bruke regler for kjemisk nomenklatur til å sette navn på kjemiske forbindelser.
• Balansere kjemiske reaksjonsligninger og utføre støkiometriske beregninger.
• Forklare hva kjemisk likevekt er, og bruke massevirkningsloven til å beregne likevektskonstanter og sammensetning ved likevekt for ulike reaksjonstyper, inkludert beregninger av løselighet, løselighetsprodukt og pH-beregninger.
• Beregne endring i entalpi, entropi og Gibbs' energi for en kjemisk reaksjon, og sette dette i sammenheng med kjemisk likevekt og spontanitet.
• Forstå prinsippet for galvaniske celler, konsentrasjonsceller og elektrolyseceller og sammenhengen mellom likevektskonstanten, endring i Gibbs' energi og cellepotensialet for en elektrokjemisk celle. Se sammenhengen mellom elektrokjemi, termodynamikk og arbeid.
• Kjenne til prinsippene for grønn kjemi og anvende disse til å belyse kjemiens rolle i et bærekraftig samfunn.
• Utføre enkle kjemiske analyser i et laboratorium.
• Vurdere sikkerhet og planlegge og gjennomføre sikre eksperimenter i laboratoriet

Læringsformer og aktiviteter

Forelesninger (48 timer) og øvinger (40 timer). Laboratoriekurs (30 timer). 92 timer selvstudium.

Obligatoriske aktiviteter (skriftlige øvinger og laboratoriearbeid) må være godkjent for å gå opp til avsluttende skriftlig eksamen. Det blir gitt informasjon om krav til antall godkjente øvinger på starten av semesteret. Eksamen kan inkludere problemstillinger og beregninger fra laboratoriedelen av emnet.

Obligatoriske aktiviteter

• Øving
• Laboratoriekurs

Spesielle vilkår

Anbefalte forkunnskaper

Første del av emnet tilsvarer en repetisjon av grunnleggende kjemiske begreper fra naturfag i ungdomsskole og videregående skole, samt Fysikk 1 fra videregående skole. Resten av emnet bygger på dette. NTNUs forkurs i kjemi anbefales sterkt for kandidater som ikke har bakgrunn tilsvarende Kjemi 1 fra videregående skole.

Forkunnskapskrav

Emnet krever opptak til MLREAL, MLGEOG eller MTNANO og underliggende krav der.

Kursmateriell

Oppgis ved semesterstart.

Læreboka må leses.

Studiepoengreduksjon